بررسي خصوصيات مكانيكي و دوام روسازي بتن ي قليافعال سرباره اي تك جزئي حاوي سنگ دانه هاي بازيافتي آسفالت

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

بتن دومين ماده پرمصرف جهان پس از آب است. يكي از زمينههاي مهم مصرف بتن، روسازي ميباشد كه براي ساخت بزرگراهها، فرودگاهها، جادهها، محوطههاي صنعتي و انواع ديگر كفسازيها به كار ميرود. به دليل عمر بيشتر و هزينهي تعمير و نگهداري كمتر روسازيهاي بتني، اين نوع روسازي موردتوجه مهندسين در جوامع مختلف قرارگرفته است. سيمان پرتلند معمولي بهعنوان مادهي اصلي چسباننده در بتن استفاده ميشود كه توليد آن مشكلات زيستمحيطي بسيار زيادي به وجود آورده است. صنعت توليد سيمان باعث از بين رفتن جدي معادن طبيعي از طريق استخراج مواد اوليه شده است. همچنين توليد سيمان موجب انتشار 5 درصد از گازهاي گلخانهاي و مصرف بيش از 10 درصد كل انرژي مصرفي جهان ميشود. همچنين تحقيقات نشان داده است كه توليد 1 تن سيمان، توليد تقريباً 1 تن گاز كرب ندياكسيد را به همراه دارد. سنگدانه يكي از اجزاي اصلي تشكيلدهندهي بتن ميباشد كه حدود 75 درصد حجم بتن را تشكيل ميدهد. كمبود سنگدانه طبيعي، هزينههاي بسيار توليد و تخريب منابع زيستمحيطي جهت توليد آن، يكي ديگر از مشكلات جوامع انساني ميباشد. ازاينرو در تحقيق حاضر در راستاي توجه به رويكردهاي توسعه پايدار، كاهش مصرف انرژي و توليد كمتر گاز كربندياكسيد و حفظ محيطزيست، از پسماندها و مواد بازيافتي بهجاي منابع تجديدناپذير استفاده شده است. در اين تحقيق چسباننده قليافعال سربارهاي تكجزئي بهجاي سيمان پرتلند، همچنين سنگدانه بازيافتي آسفالت بهجاي سنگدانهي طبيعي، مورداستفاده قرارگرفته است. به عبارتي نوعي بتن سبز توليد و مورد بررسي قرار گرفته است. در ابتداي اين تحقيق به دليل تعدد پارامترهاي تأثيرگذار همچنين صرفهجويي در زمان، مصرف مصالح، هزينههاي اقتصادي و مهمترين موضوع كه دستيابي به طرح اختلاط بهينه بر اساس بيشترين مقاومت فشاري بوده است، از روش طرح آزمايشگاهي تاگوچي استفاده شده است. با توجه به طرح اختلاط بهينهي حاصل از روش تاگوچي، عيار 400 كيلوگرم بر مترمكعب، جايگزيني 25 درصد درشتدانه بازيافتي آسفالت، نسبت آب به چسباننده 49 / 0 و نسبت متاسيليكات سديم به سرباره 18 / 0 براي طرح اختلاط بهينه در نظر گرفته شد. در اين پژوهش با در نظر گرفتن طرح اختلاط بهينهي بتن قليافعال، طرح اختلاط شاهد بتن قليافعال و طرح اختلاط شاهد بتن سيماني، بر روي نمونههاي ساخت هشده آزمايشهاي مقاومت فشاري، مقاومت كششي، مقاومت خمشي، اسلامپ، جرم مخصوص بتن تازه، تعيين زمان گيرش، چرخه يخ و ذوب، مقاومت سايشي، جذب آب، نفوذناپذيري، كربناسيون، تعيين ميزان هدايت حرارتي، پراش پرتو ايكس ) XRD ( و تصويربرداري با ميكروسكوپ الكتروني ) SEM ( انجام شده و نتايج آنها موردبررسي قرارگرفته است. بر اساس نتايج بهدستآمده، جايگزيني 25 درصدي سنگدانهي بازيافتي آسفالت موجب كاهش برخي خصوصيات مكانيكي و دوام بتن ازجمله مقاومت فشاري، مقاومت خمشي، مقاومت كششي، مقاومت سايشي، مقاومت در برابر سيكلهاي يخ و ذوب و افزايش هدايت حرارتي بتن شده است. اما جايگزيني سنگدانه بازيافتي آسفالت عمق نفوذ گاز 2CO در آزمايش كربناسيون همچنين ميزان جذب آب و نفوذپذيري بتن را بهبود بخشيده است. استفاده همزمان از چسباننده قليافعال سربارهاي تكجزئي بهجاي چسبانندهي سيماني و جايگزيني 25 درصد سنگدانه بازيافتي آسفالت با سنگدانهي طبيعي در بتن روسازي، موجب كاهش انتشار گاز 2CO به ميزان 42 درصد، همچنين كاهش 29 درصدي انرژي مصرفي نسبت به بتن ساختهشده با سيمان پرتلند معمولي شده است.

211439

سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان

مهدي ابطحي

مريم داعي، محمدرضا افتخار

كياچهر بهفرنيا